Trykluft er luft under tryk større end atmosfærisk tryk.

Trykluft er en unik energibærer sammen med elektricitet, naturgas og vand. I industrielle omgivelser bruges trykluft hovedsageligt til at drive pneumatisk drevne enheder og mekanismer (pneumatisk drev).

I hverdagen, hverdagen lægger vi stort set ikke mærke til Luften omkring os. Men gennem menneskehedens historie har folk brugt unikke egenskaber luft. Opfindelsen af ​​sejlet og smedjen, vindmøllen og varmluftsballon blev de første skridt i at bruge luft som energibærer.

Med opfindelsen af ​​kompressoren begyndte æraen med industriel brug af trykluft. Og spørgsmålet: " Hvad er luft, og hvilke egenskaber har det? - blev langt fra ledig.

Når du begynder at designe et nyt pneumatisk system eller modernisere et eksisterende, ville det være nyttigt at huske om nogle egenskaber ved luft, udtryk og måleenheder.

Luft er en blanding af gasser, hovedsageligt bestående af nitrogen og oxygen.

Luftsammensætning
Element*	Betegnelse	Efter volumen, %	Efter vægt, %
Ilt
Kuldioxid	CO2
	CH 4
	H2O

Gennemsnitlig relativ molær masse-28.98. 10-3 kg/mol

*Luftsammensætning kan variere. Typisk i industriområder indeholder luften

DEFINITION

Atmosfærisk luft er en blanding af mange gasser. Luft har en kompleks sammensætning. Dens hovedkomponenter kan opdeles i tre grupper: konstant, variabel og tilfældig. De førstnævnte omfatter oxygen (iltindholdet i luften er ca. 21 % i volumen), nitrogen (ca. 86 %) og de såkaldte inerte gasser (ca. 1 %).

Tilfreds komponenter praktisk talt ikke afhængig af hvor globus en prøve af tør luft blev taget. Den anden gruppe omfatter kuldioxid (0,02 - 0,04%) og vanddamp (op til 3%). Indholdet af tilfældige komponenter afhænger af lokale forhold: nær metallurgiske anlæg blandes ofte mærkbare mængder svovldioxid i luften, på steder hvor organiske rester nedbrydes - ammoniak mv. Udover forskellige gasser indeholder luften altid mere eller mindre støv.

Luftdensitet er en værdi lig med massen af ​​gas i Jordens atmosfære divideret med en enhedsvolumen. Det afhænger af tryk, temperatur og luftfugtighed. Der er en standardværdi for luftdensitet - 1,225 kg/m 3, svarende til densiteten af ​​tør luft ved en temperatur på 15 o C og et tryk på 101330 Pa.

At kende af erfaring massen af ​​en liter luft kl normale forhold(1.293 g), kan vi beregne den molekylvægt, luft ville have, hvis det var en individuel gas. Da et grammolekyle af en hvilken som helst gas fylder 22,4 liter under normale forhold, er luftens gennemsnitlige molekylvægt lig med

22,4 × 1,293 = 29.

Dette tal - 29 - skal huskes: ved at vide det, er det nemt at beregne tætheden af ​​enhver gas i forhold til luft.

Densitet af flydende luft

Når den er tilstrækkelig afkølet, bliver luften til en flydende tilstand. Flydende luft kan opbevares i ret lang tid i beholdere med dobbeltvægge, fra det rum, hvorimellem luften pumpes ud for at reducere varmeoverførslen. Lignende kar bruges for eksempel i termokander.

Flydende luft, som fordamper frit under normale forhold, har en temperatur på omkring (-190 o C). Dens sammensætning er ikke konstant, da nitrogen fordamper lettere end oxygen. Når nitrogenet fjernes, ændres farven på den flydende luft fra blålig til lyseblå (farven på flydende ilt).

I flydende luft omdannes de let til fast tilstand ethylalkohol, diethylether og mange gasser. Hvis for eksempel kuldioxid ledes gennem flydende luft, bliver det til hvide flager, der ligner i udseende. udseende til sneen. Kviksølv nedsænket i flydende luft bliver hårdt og formbart.

Mange stoffer afkølet af flydende luft ændrer deres egenskaber dramatisk. Således bliver sprække og tin så sprøde, at de let bliver til pulver, en blyklokke giver en tydelig ringelyd, og en frossen gummikugle splintres, hvis den tabes på gulvet.

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

EKSEMPEL 2

Øvelse	Bestem, hvor mange gange tungere end luft er svovlbrinte H 2 S.
Løsning	Forholdet mellem massen af ​​en given gas og massen af ​​en anden gas taget i samme volumen, ved samme temperatur og samme tryk kaldes den relative massefylde af den første gas til den anden. Denne værdi viser, hvor mange gange den første gas er tungere eller lettere end den anden gas. Luftens relative molekylvægt tages til 29 (under hensyntagen til indholdet af nitrogen, oxygen og andre gasser i luften). Det skal bemærkes, at begrebet "pårørende molekylvægt luft" bruges betinget, da luft er en blanding af gasser. D luft (H2S) = Mr (H2S) / Mr (luft); D luft (H2S) = 34/29 = 1,17. M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.
Svar	Svovlbrinte H 2 S er 1,17 gange tungere end luft.

Mange kan blive overrasket over, at luft har en vis vægt, der ikke er nul. Præcis værdi Denne vægt er ikke så let at bestemme, da den i høj grad er påvirket af faktorer som f.eks kemisk sammensætning, luftfugtighed, temperatur og tryk. Lad os se nærmere på spørgsmålet om, hvor meget luft vejer.

Hvad er luft

Før du besvarer spørgsmålet om, hvor meget luft vejer, er det nødvendigt at forstå, hvad dette stof er. Luft er en gasformig skal, der eksisterer omkring vores planet, og som er en homogen blanding af forskellige gasser. Luft indeholder følgende gasser:

• nitrogen (78,08%);
• oxygen (20,94%);
• argon (0,93%);
• vanddamp (0,40%);
• kuldioxid (0,035%).

Udover de ovennævnte gasser indeholder luften også minimumsmængder neon (0,0018%), helium (0,0005%), methan (0,00017%), krypton (0,00014%), brint (0,00005%), ammoniak (0,0003%).

Det er interessant at bemærke, at disse komponenter kan adskilles ved at kondensere luft, det vil sige at gøre den til en flydende tilstand ved at øge tryk og faldende temperatur. Da hver komponent af luft har sin egen kondensationstemperatur, er det på denne måde muligt at isolere alle komponenter fra luften, som bruges i praksis.

Luftvægt og faktorer, der påvirker den

Hvad forhindrer dig i at svare præcis på spørgsmålet om, hvor meget en kubikmeter luft vejer? Der er selvfølgelig en række faktorer, der kan have stor indflydelse på denne vægt.

For det første er dette den kemiske sammensætning. Ovenfor er dataene for sammensætningen ren luft Men i øjeblikket er denne luft mange steder på planeten stærkt forurenet, og derfor vil dens sammensætning være anderledes. I nærheden af ​​store byer rummer luften således mere kuldioxid, ammoniak, metan end i landlige luft.

For det andet fugtighed, det vil sige mængden af ​​vanddamp indeholdt i atmosfæren. Jo mere fugtig luften er, jo mindre vejer den alt andet lige.

For det tredje temperatur. Dette er en af vigtige faktorer, jo lavere dens værdi, desto højere lufttæthed, og følgelig dens større vægt.

For det fjerde atmosfærisk tryk, som direkte afspejler antallet af luftmolekyler i et bestemt volumen, det vil sige dens vægt.

For at forstå, hvordan kombinationen af ​​disse faktorer påvirker luftens vægt, lad os give et simpelt eksempel: massen af ​​en meter kubisk tør luft ved en temperatur på 25 ° C, beliggende nær jordens overflade, er 1,205 kg, hvis vi betragter et lignende volumen luft nær havets overflade ved en temperatur på 0 ° C, så vil dens masse allerede være lig med 1,293 kg, det vil sige, den vil stige med 7,3%.

Ændring i lufttæthed med højden

Når højden stiger, falder lufttrykket, og dets tæthed og vægt falder tilsvarende. Atmosfærisk luft ved de tryk, der observeres på Jorden, kan til en første tilnærmelse betragtes som en ideel gas. Det betyder, at lufttryk og tæthed er matematisk relateret til hinanden gennem tilstandsligningen ideel gas: P = ρ*R*T/M, hvor P er tryk, ρ er tæthed, T er temperatur i Kelvin, M er luftens molære masse, R er den universelle gaskonstant.

Ud fra ovenstående formel kan man få en formel for lufttæthedens afhængighed af højden under hensyntagen til, at trykket varierer efter loven P = P 0 +ρ*g*h, hvor P 0 er trykket ved overfladen af jorden, g er tyngdeaccelerationen, h er højden. Ved at erstatte denne formel for tryk i det foregående udtryk og udtrykke densiteten, får vi: ρ(h) = P 0 *M/(R*T(h)+g(h)*M*h). Ved hjælp af dette udtryk kan du bestemme tætheden af ​​luft i enhver højde. Derfor er vægten af ​​luft (det ville være mere korrekt at sige masse) bestemt af formlen m(h) = ρ(h)*V, hvor V er det givne volumen.

I udtrykket for tæthedens afhængighed af højden kan det bemærkes, at temperatur og gravitationsacceleration også afhænger af højden. Den sidste afhængighed kan negligeres, hvis vi taler om højder på højst 1-2 km. Hvad angår temperatur, er dens afhængighed af højden godt beskrevet ved følgende empiriske udtryk: T(h) = T 0 -0,65*h, hvor T 0 er lufttemperaturen nær jordens overflade.

For ikke konstant at beregne tætheden for hver højde, giver vi nedenfor en tabel over afhængigheden af ​​luftens hovedkarakteristika af højden (op til 10 km).

Hvilken luft er den tungeste

Ved at overveje de vigtigste faktorer, der bestemmer svaret på spørgsmålet om, hvor meget luft vejer, kan du forstå, hvilken luft der vil være den tungeste. Kort sagt, kold luft vejer altid mere end varm luft, da densiteten af ​​sidstnævnte er lavere, og tør luft vejer mere end fugtig luft. Det sidste udsagn er let at forstå, da det er 29 g/mol, og molmassen af ​​et vandmolekyle er 18 g/mol, det vil sige 1,6 gange mindre.

Bestemmelse af luftvægt under givne forhold

Lad os nu løse et specifikt problem. Lad os besvare spørgsmålet om, hvor meget luft vejer, der optager et volumen på 150 liter, ved en temperatur på 288 K. Lad os tage i betragtning, at 1 liter er en tusindedel af en kubikmeter, det vil sige 1 liter = 0,001 m 3. Hvad angår temperaturen på 288 K, svarer den til 15 ° C, det vil sige, at den er typisk for mange områder af vores planet. Dernæst skal du bestemme lufttætheden. Du kan gøre dette på to måder:

1. Beregn ved hjælp af ovenstående formel for en højde på 0 meter over havets overflade. I dette tilfælde er den opnåede værdi ρ = ​​1,227 kg/m 3
2. Se ovenstående tabel, som er bygget ud fra T 0 = 288,15 K. Tabellen indeholder værdien ρ = 1,225 kg/m 3.

Vi har således to tal, der stemmer godt overens med hinanden. Den lille forskel skyldes en fejl på 0,15 K ved temperaturbestemmelsen, og også det faktum, at luft stadig ikke er en ideel gas, men en rigtig gas. Derfor vil vi til yderligere beregninger tage gennemsnittet af de to opnåede værdier, det vil sige ρ = 1,226 kg/m 3.

Nu ved at bruge formlen for forholdet mellem masse, tæthed og volumen, får vi: m = ρ*V = 1,226 kg/m 3 * 0,150 m 3 = 0,1839 kg eller 183,9 gram.

Du kan også svare på, hvor meget en liter luft vejer hvornår givne forhold: m = 1,226 kg/m 3 * 0,001 m 3 = 0,001226 kg eller ca. 1,2 gram.

Hvorfor mærker vi ikke luften presse på os?

Hvor meget vejer 1 m3 luft? Lidt mere end 1 kg. Hele vores planets atmosfæriske bord lægger pres på en person med en vægt på 200 kg! Dette er en ret stor luftmasse, der kan forårsage mange problemer for en person. Hvorfor mærker vi det ikke? Det skyldes to årsager: For det første er der også et indre pres i personen selv, som modvirker det ydre atmosfærisk tryk for det andet udøver luft, som er en gas, tryk i alle retninger ligeligt, det vil sige, at tryk i alle retninger balancerer hinanden.

Fysik på hvert trin Perelman Yakov Isidorovich

Hvor meget vejer luften i rummet?

Kan du i det mindste sige, hvor meget vægt luften i dit værelse repræsenterer? Et par gram eller et par kilo? Er du i stand til at løfte sådan en byrde med en finger, eller ville du knap nok kunne holde den på dine skuldre?

Nu er der måske ikke længere mennesker, der tror, ​​som de gamle troede, at luft ikke vejer noget som helst. Men mange mennesker kan stadig ikke sige, hvor meget en vis mængde luft vejer.

Husk at et liters krus luft af samme densitet som det har i nærheden jordens overflade med alm stuetemperatur, vejer omkring 1,2 g Da en kubikmeter indeholder 1 tusinde liter, vejer en kubikmeter luft tusind gange mere end 1,2 g, nemlig 1,2 kg. Nu er det ikke svært at besvare det tidligere stillede spørgsmål. For at gøre dette skal du bare finde ud af, hvor mange kubikmeter der er i dit værelse, og derefter bestemmes vægten af ​​luften i det.

Lad rummet have et areal på 10 m2 og en højde på 4 m I et sådant rum er der 40 kubikmeter luft, som vejer fyrre gange 1,2 kg. Dette bliver 48 kg.

Så selv i så lille et rum vejer luften lidt mindre end dig. Du ville være i stand til at bære en sådan belastning på dine skuldre med besvær. Og luften i et rum, der er dobbelt så rummeligt, lastet på din ryg, kunne knuse dig.

Denne tekst er et indledende fragment. Fra bogen Nyeste bog fakta. Bind 3 [Fysik, kemi og teknologi. Historie og arkæologi. Diverse] forfatter Kondrashov Anatoly Pavlovich

Fra bogen The History of Candles forfatter Faraday Michael

Fra bogen Fem uløste problemer videnskab af Wiggins Arthur

Fra bogen Fysik ved hvert trin forfatter Perelman Yakov Isidorovich

Fra bogen Bevægelse. Varme forfatter Kitaygorodsky Alexander Isaakovich

Fra bogen NIKOLA TESLA. FOREDRAG. ARTIKLER. af Tesla Nikola

Fra bogen How to Understand the Complex Laws of Physics. 100 enkle og sjove eksperimenter for børn og deres forældre forfatter Dmitriev Alexander Stanislavovich

Fra bogen Marie Curie. Radioaktivitet og elementerne [Matter's bedst bevarede hemmelighed] forfatter Paes Adela Muñoz

Fra forfatterens bog

FOREDRAG II LYS. FLAMMENS LYSSTYRKE. LUFT KRÆVES TIL FORBRÆNDING. VANDDANNELSE I det sidste foredrag så vi på generelle egenskaber og placeringen af ​​den flydende del af stearinlyset, samt hvordan denne væske kommer dertil, hvor forbrændingen sker. Er du overbevist om, at når stearinlyset

Fra forfatterens bog

Lokalt produceret luft siden indre planeter- Merkur, Venus, Jorden og Mars er placeret tæt på Solen (Fig. 5.2), det er ganske rimeligt at antage, at de består af de samme råstoffer. Dette er sandt. Ris. 5.2. Baner af solsystemets planeter Skalabilleder

Fra forfatterens bog

Hvor meget luft indånder du? Det er også interessant at beregne, hvor meget den luft, vi indånder og udånder, vejer i løbet af en dag. Med hvert åndedrag indfører en person omkring en halv liter luft i sine lunger. Vi tager i gennemsnit 18 inhalationer i minuttet. Altså i én

Fra forfatterens bog

Hvor meget vejer al luften på Jorden? De nu beskrevne forsøg viser, at en 10 m høj vandsøjle vejer det samme som en luftsøjle fra Jorden til atmosfærens øvre grænse, hvorfor de balancerer hinanden. Derfor er det ikke svært at beregne, hvor meget den vejer

Fra forfatterens bog

Stryge damp og fast luft Er det ikke en mærkelig kombination af ord? Det er dog slet ikke noget sludder: både jerndamp og fast luft findes i naturen, men ikke under almindelige forhold. vi taler om? Materiens tilstand bestemmes af to

Fra forfatterens bog

FØRSTE FORSØG PÅ AT FÅ EN SELVVIRKENDE MOTOR - MEKANISK OSCILLATOR - ARBEJDE AF DEWARD OG LINDE - FLYDENDE LUFT Da jeg indså denne sandhed, begyndte jeg at lede efter måder at udføre min idé på, og efter megen overvejelse fandt jeg endelig op med et apparat, der kunne modtage

Fra forfatterens bog

51 Tæmmet lyn lige i rummet - og sikkert! Til eksperimentet skal vi bruge: to balloner. Alle har set lynet En frygtelig elektrisk udladning slår direkte fra skyen og brænder alt, hvad det rammer. Skuespillet er både skræmmende og attraktivt. Lyn er farligt, det dræber alt levende.

Fra forfatterens bog

HVOR MANGE? Allerede før hun begyndte at studere uranstråler, havde Maria allerede besluttet, at print på fotografiske film var en unøjagtig analysemetode, og hun ønskede at måle intensiteten af ​​strålerne og sammenligne mængden af ​​udsendt stråling forskellige stoffer. Hun vidste: Becquerel

Tæthed Og specifik mængde fugtig luft er variable mængder afhængig af temperatur og luftmiljø. Disse værdier skal kendes ved valg af ventilatorer til, ved løsning af problemer relateret til bevægelse af tørremiddel gennem luftkanaler, ved bestemmelse af effekten af ​​ventilatorelektriske motorer.

Dette er massen (vægten) af 1 kubikmeter af en blanding af luft og vanddamp ved en bestemt temperatur og relativ luftfugtighed. Specifik volumen er mængden af ​​luft og vanddamp pr. 1 kg tør luft.

Fugt- og varmeindhold

Massen i gram pr. masseenhed (1 kg) tør luft i deres samlede volumen kaldes luftens fugtindhold. Den opnås ved at dividere massefylden af ​​vanddamp indeholdt i luften, udtrykt i gram, med densiteten af ​​tør luft i kilogram.

For at bestemme varmeforbruget for fugt skal du kende værdien varmeindhold i fugtig luft. Denne værdi forstås som indeholdt i en blanding af luft og vanddamp. Det er numerisk lig summen:

varmeindholdet i den tørre del af luften, der er opvarmet til tørreprocessens temperatur

varmeindhold af vanddamp i luft ved 0°C

varmeindholdet i denne damp opvarmet til temperaturen af ​​tørreprocessen

Varmeindhold i fugtig luft udtrykt i kilokalorier pr. 1 kg tør luft eller i joule. Kilokalori er en teknisk enhed for varmeforbrug varme 1 kg vand pr. 1°C (ved en temperatur på 14,5 til 15,5°C). I SI-systemet